工业冷水机的冷却通过三个相互关联的系统：制冷循环系统、水循环系统和电气自动控制系统。

        制冷循环：热量通过蒸发器内铜管的薄壁从冷冻的回水传导到流动的制冷剂。在此过程中，冷冻回水的温度降低，冷冻水被泵出以冷却高温物体，而R22蒸发成气态，压力增加，R22被重新吸入压缩机并通过管道压缩，然后进入蒸发器，依次通过冷凝器(冷却)、储液器、干燥过滤器和膨胀阀(或毛细管)开始新的循环。热量从R22传递到冷空气或冷水，然后通过风冷凝器或水冷凝器和冷却塔散发到周围环境。工业冷水机有散热方面的考虑：工业冷水机组的风扇热空气需要很大的空间来分配或输出到室外和水冷冷水机组，如果有类似的低温地下水，它可以持续供应或者不需要冷却塔；然而，增加的冷却塔实际上通过塔顶的风扇将冷却水的热量散发到周围环境中，散热不良会影响制冷剂的冷凝，从而使制冷效果更差。低温制冷剂在铜管中流动时会从外部吸收热量，并在铜管外壁上产生冷凝水，因此暴露部分必须用绝缘材料如绝缘棉包裹。同样，冷冻水箱的外部也需要用绝缘棉包裹。

        水循环系统：工业冷水机的水泵负责将水箱中的水抽到用户需要冷却的设备中，冷却水在散热后会升高温度并返回水箱。

        电器自动控制系统：包括电源部分和自动控制部分。电源部分向压缩机、风扇、水泵等供电，通过接触器。自动控制系统包括温度控制器、压力保护、延时装置、继电器过载保护等，它们相互结合以实现根据水温自动启停和保护的功能。